Bunlar, döküm ve müteakip işleme kullanılarak üretilen, motorun en büyük ve en ağır parçalarıdır. Sıvı soğutmalı bir motorda, silindirlerin etrafında bir su ceketi oluşturacak şekilde soğutma sıvısı geçişleri bulunur.
Pirinç. Preslenmiş kuru astarlı bir V8 motorun alüminyum silindir bloğu.
Hava soğutmalı motor silindirleri genellikle ayrı olarak üretilir ve soğutma yüzey alanını artırmak için kanatçıklara sahiptir.
Silindir bloğunun alt kısmı genellikle krank mili ana yataklarını bloğa sığdırmak ve yağ karterini tutturmak için işlenir. Bitişik silindirler arasındaki mesafe büyük önem taşımaktadır. Mesafenin arttırılması, bloğun sertliğinin arttırılmasını mümkün kılar ve silindirlerin çapını artırarak [[Motor deplasmanı |motor deplasmanı]]'nı daha da arttırma olanağı sağlar (çeşitli güçlerdeki motorlarda modifikasyon elde etmenin en kolay yolu). Öte yandan bu durum motorun genel boyutlarının ve ağırlığının artmasına neden olur. Son zamanlarda bazı otomobil motoru üreticileri, bitişik silindirlerin duvarlara temas ettiği silindir blokları (Siyam blokları olarak adlandırılır) üretmektedir. Bu yöntem nispeten küçük boyutlu oldukça sert bir yapı elde etmeyi mümkün kılar. Silindir bloğunun sertliği büyük ölçüde motorun gürültü özelliklerini belirler.
Pirinç. İki zamanlı hava soğutmalı motorun silindiri ve pistonu
Uzun bir süre silindir blok yapımında kullanılan tek malzeme dökme demirdi. Bu malzeme ucuzdur, iyi döküm özelliklerine sahip, yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir. Ayrıca dökme demir silindirlerin honlanmış iç yüzeyleri mükemmel sürtünme önleyici özelliklere ve yüksek aşınma direncine sahiptir. Dökme demirin önemli dezavantajları büyük kütlesi ve düşük ısı iletkenliğidir. Tasarımcıların daha hafif motorlar yaratma arzusu, alüminyum alaşımlardan yapılmış silindir bloğu tasarımlarının geliştirilmesine yol açtı. Alüminyum, sertlik ve aşınma direnci açısından dökme demirden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle bir alüminyum bloğun çok sayıda sertleştiriciye sahip olması gerekir ve silindirler genellikle montaj işlemi sırasında alüminyum bloğa yerleştirilen, dökülen veya dökülen aynı dökme demir astarlardır. Üretim sırasında buna bastırılır. Silindir gömleği doğrudan soğutma sıvısı ile yıkanıyorsa buna denir. "ıslak", Ve değilse - "kuru". Islak gömlekler, silindir bloğunun soğutma boşluğu ile güvenilir bir contaya sahip olmalıdır.
Pirinç. “Kuru” astarlı silindir bloğu. Bu bölüm, silindir bloğuna "kuru" gömleklerin nasıl yerleştirildiğini ve piston tabanlarında valflerin pistona temas etmesini önleyen olukların nasıl yerleştirildiğini açıkça göstermektedir.
Çok sayıda sertleştirici ve dökme demir astarın kullanılması, alüminyum alaşımlardan yapılmış silindir bloklarının kullanılmasının avantajlarını büyük ölçüde ortadan kaldırır. Üretimde modern teknolojilerin kullanılması, silindir bloğunda dökme demir astar bulunmayan hafif "alüminyum" motorların üretilmesini mümkün kılmaktadır. Alüminyum bloklardaki silindirlerin çalışma yüzeylerinde, elektrolitik olarak artan bir silikon içeriği oluşturulur ve daha sonra silindirler, yağlayıcıyı iyi tutan, silindirlerin çalışma yüzeyinde aşınmaya dayanıklı gözenekli bir saf silikon filmi oluşturmak için kimyasal olarak kazınır. Ek olarak, özellikle sıklıkla iki zamanlı motorlarda, alüminyum silindire bir krom veya silikon-nikel alaşımı tabakası uygulanır ( Nikasil).
Pirinç. Alüminyum bloklu motor. Bir araca enine montaj için tasarlanan bu kompakt altı silindirli V-twin 24 valfli motorun silindir bloğu tamamen alüminyum alaşımdan yapılmıştır
Alüminyum silindir bloğunun sertliği yalnızca çok sayıda takviye kullanılarak değil, aynı zamanda özel malzemeler kullanılarak da artırılabilir. merdiven tipi ara parçalar blokta. Bloğa bağlanan bu tür ara parçalar, bloğun sertliğini önemli ölçüde arttırmanın yanı sıra, krank mili ana yataklarının montajı için sağlam bir temel görevi görür ve bu da dayanıklılığını artırır. Bu silindir bloğu tasarımı, modern binek otomobillerdeki benzinli motorların üretiminde norm haline geliyor. Yüksek yükler ve gürültü nedeniyle yüksek blok sertliği gerektiren dizel motorların üretiminde sıklıkla dökme demir silindir blokları kullanılır.
Pirinç. Blok halinde merdiven tipi çerçeve. Merdiven tipi çerçeveler, modern içten yanmalı motorların tasarımında alışılagelmiş krank mili ana yatak kapaklarının yerini alır, silindir bloğuna yüksek sertlik kazandırır ve krank milinin ömrünü uzatır
Herhangi bir motorun, her bir elemanı belirli bir görevi gerçekleştirmek için gerekli olan karmaşık bir yapısı vardır. Bu elemanlardan biri silindir kafasıdır.
Silindir kafası herhangi bir araba veya motosikletteki ana bileşendir. Cihaz, içten yanmalı bir motordaki gazların egzozunu kontrol etmek için gereklidir. Doğası gereği silindir kafası bloğun kendisini kaplayan bir kapaktır. Silindir kapağı kapağı alüminyum alaşımlarından yapılmıştır; ayrıca dökme demirden de yapılabilir. Üretim sırasında silindir kafası yapay bir eskitme işlemine tabi tutulur. Silindir kafalarının sayısı doğrudan içten yanmalı motorun tipine bağlıdır, V şeklinde ise her sıra için ayrı bir kafa kullanılır.
Silindir kafasının çalışması büyük ölçüde kafanın silindir bloğu ile sızdırmazlığının derecesine bağlıdır. Bu, bu kısmın üst kısmının alt kısma göre biraz daha dar olduğunu açıklamaktadır. Conta, kafa ile silindir bloğunun kendisi arasında bulunur.
Silindir kapağının montajı ve sabitlenmesi, parçayı sabitlemek için tasarlanmış pimler kullanılarak gerçekleştirilir. Doğru kurulum, silindir kafasının daha sonraki çalışmasını büyük ölçüde etkiler. Her araç için talimatlar kendi düzenlemelerini belirtir. Bu nedenle yerli araba için yabancı arabadan kafa montaj şemasını ödünç almamalısınız. Pimlerin belirli bir sıkma sırası olduğunu ve gerekli sıkma torkunun belirtildiğini unutmayın. Silindir kapağını doğru şekilde takmak için özel bir alet kullanılır - bir tork anahtarı.
Silindir kapağını takarken ve sıkarken, kaba fiziksel kuvvet yerine öncelikle kurulum talimatlarına güvenmelisiniz. Silindir kapağını aşırı sıkarsanız sızdırmazlık contasına, silindir kapağı yağ kanalına ve bu sistemin eşit derecede önemli diğer bileşenlerine zarar verebilirsiniz. Örneğin, bir silindir kapağı çatlayabilir veya boyutu değişebilir; motorun tüm çalışması ve sonuç olarak bir bütün olarak araç bu elemanın çalışmasına bağlıdır.
Tasarım özellikleri
Silindir kapağının tasarımı ilk bakışta göründüğü kadar basit değildir. Bu parçanın tüm bileşenleri aşağıda açıklanacaktır.
Şu anda, silindir kapağının tüm elemanları alüminyum alaşımlarından yapılmıştır, daha önce aynı amaç için alaşımlı dökme demir kullanılmıştır. Bazı araçlarda hala dökme demir silindir kapağı bulunmaktadır. Bu, dökme demirin çok yüksek veya çok düşük sıcaklıklar için en uygun olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Alüminyum alaşımları sıcaklık değişimlerinden dolayı deformasyona en duyarlı olanlardır. Artan sıcaklık nedeniyle motorun çalışması sırasında silindir kapağının boyutları değişir.
Silindir kafası aşağıdaki elemanlardan oluşur.
- Sızdırmazlık contası.
- Gaz dağıtım mekanizması.
- Silindir kapağı muhafazası, soğutma sisteminin tüm mekanizmalarının ve borularının, yağ tellerinin ve yanma odasının bulunduğu yerdir.
- Bujilerin daha sonra monte edildiği bölmeler.
- Gaz dağıtım mekanizması tahriki.
- Yakıtın yanma işleminin gerçekleştiği yanma odası.
- İşlenmiş gazların salınmasını mümkün kılan iniş uçakları da bulunmaktadır.
Bu öğelerin her biri daha ayrıntılı olarak açıklanmalıdır. Silindir kapağı valfleri, her biri silindirlere yirmi derece eğimli olan 1. sırada bulunur. En yeni nesil otomobiller biraz farklı bir silindir kafası tasarım prensibi kullanabilir, ancak genel olarak her şey yaklaşık olarak aynıdır.
Temeli güçlendirilmiş asbest olan sızdırmazlık contası hakkında daha ayrıntılı olarak konuşmaya değer. Bu elemanın tam olarak bu malzemeden üretilmesi, içten yanmalı motorun çalışması sırasındaki yüksek sıcaklıklarla açıklanır ve contaya da çok fazla basınç uygulanır. Güçlendirilmiş bir asbest contası, tüm kanalların ve motor sistemlerinin sızdırmazlığını sağlayabilir.
Bu cihazın ön kısmını sökerseniz, zincir gergisiyle birlikte gaz dağıtım mekanizması tahrikinin de burada bulunduğunu görebilirsiniz. Yanma odaları blokla yakın temasta olduğundan mekanik olarak işlenirler. Sıkıştırma odalarının hacimleri pistonların boyutlarından biraz daha küçüktür. Bu, içten yanmalı motorun çalışması sırasında pistonların kaldırıldığı anda bu tasarımın hava karışımlarının girdap yapmasına izin vermesiyle açıklanmaktadır. Sonuç olarak, yanma sürecinin kendisi iyileşir.
Silindir kafasının sol tarafında bujiler için delikler bulunur, kolu destekleme sistemleri ve destek rondelaları da buraya monte edilmiştir. Silindir kafasının üst kısmında gövdenin geri kalanına cıvatalarla tutturulmuş bir kapak bulunmaktadır.
Silindir kapağı çıkarılamayan elemanlar içerir. Gaz dağıtım mekanizmasının sızdırmazlığı için gerekli olan valf yuvaları aynı zamanda kılavuz burçları da içermektedir. Lütfen bu elemanların presleme kullanılarak kurulduğunu unutmayın. Yani, bunları evde değiştirmek imkansızdır, bir servis merkezine başvurmanız veya özel ekipman kullanmanız gerekecektir.
Bazı araç sahipleri silindir kapağı onarım işini kendi başlarına yapmaya çalışırlar ancak bu önerilmez, aksi takdirde olumsuz sonuçlar doğabilir.
- Silindir kafasının şekli değişebilir, bu da valflerin ve yanma odasının sızdırmazlığının tehlikeye girmesine neden olabilir.
- Yanlış ısıtma nedeniyle silindir kafası kullanılamaz hale gelecektir.
- Motorun düzgün çalışmasının imkansız hale geleceği çatlak ve mikro çatlakların oluşması mümkündür.
Evde çıkarılamayan elemanlar üzerinde yapılan onarım çalışmaları, yeni bir silindir kapağı satın alma ihtiyacına yol açabilir. Kimse yetkili bir uzmanın bu parçalardan birini tamir edemeyeceğini söylemiyor ama bu her zaman mümkün olmuyor.
Teşhis ve bakım
Er ya da geç, bir araçtaki herhangi bir mekanizma teşhis ve bakım gerektirecektir; silindir kafası da bu kuralın bir istisnası değildir. Bu konuda araç sahibinin asıl görevi, en sık başarısız olan unsurları periyodik olarak teşhis etmektir.
- Vanalar ve contaları.
- Sızdırmazlık contası.
Contaya özellikle dikkat edilmelidir, eğer aşınırsa çalışma sıvıları karışabilir ve bu da motor arızasına yol açabilir. Soğutma sıvısı çalışma yağının içine girerse kabarcıklanır. Zamanla bu, motorun çalıştırılmasını imkansız hale getirecektir. Bu durumda ana sinyal, içten yanmalı motorun kaynamasını gösterecek olan sıcaklık sensörü olacaktır. Bujileri çıkararak da durumu değerlendirebilirsiniz. Onarımlar neden gerekli? Çoğu zaman, aşağıdaki durumlarda silindir kapağının sökülmesi önlenemez.
- Silindir kafasının yüksekliği değişti.
- Valfleri ve yuvaları bastırmaya ihtiyaç vardı.
- Bir veya daha fazla valf çalışmayı durdurdu ve değiştirilmesi gerekiyor.
- Kapağın zımparalanması gerekiyor.
- Sızdırmazlık contasının değiştirilmesi gerekiyor.
- Mikro çatlaklardan kurtulmak gerekir.
Her adımın neye yol açacağını anlarsanız ve gerekli aletlere sahipseniz, evde silindir kapağı onarımı yapabilirsiniz, ancak deneyimsiz bir sahibinin elindeki en ileri teknolojiye sahip ekipmanlar bile sorunu çözmeye yardımcı olmayacaktır.
Sorularınız varsa makalenin altındaki yorumlara bırakın. Biz veya ziyaretçilerimiz onlara cevap vermekten mutluluk duyacağız
"Kısa blok" motoru terimi çoğunlukla işler gerçekten kötü olduğunda, daha az sıklıkla ise yeni bir şey istediğinizde kullanılır. Açıklayalım: kısa motor bloğu, bir motor silindir bloğu seti ve bir dizi motor bileşenidir; bu, çoğunlukla pahalı onarımların bir nedeni olarak piston aşındığında gerekli olur. Bütün bir motoru satın almaya mükemmel bir alternatif olan kısa bloktur, çünkü piston grubu aşındığında, çoğu motor parçası aslında aşınmaz ve değiştirilmesi gerekmez, bu nedenle çoğu kişi için bir motor satın almanın bir anlamı yoktur. Komple motor tertibatı ve kısa blok, yalnızca temel yedek bileşenleri içerecek şekilde özel olarak tasarlanmıştır. İkinci durum (yeni bir şey istediğinizde), kısa bir bloğun yalnızca motor grubuna bir alternatif değil, aynı zamanda arabanın dinamiklerini iyileştirmenin bir yolu olduğu zamandır - bu kadar kısa bir blok, daha büyük çaplı pistonlu silindirlere sahip olabilir.
Kısa bloklu bir motor genellikle halkalı pistonları (zaten silindir bloğuna bastırılmış), bağlantı çubuklarını ve bir krank milini içerir. Kısa bloklar her zaman aşağıdakileri içeren (ancak bunlarla sınırlı olmayan) ek dahili parçaların kurulumunu gerektirir:
- yağ pompası,
- yağ haznesi,
- egzoz manifoldu,
- silindir kapağı (silindir kapağı),
- contalar
Ancak kısa blok kısa bloktan farklıdır ve belirli bileşenlerin seti motor modeline ve araca bağlıdır. Eksantrik milleri ve birçok ek parça (contalar, az sayıda sensör dahil) içeren birçok kısa blok mevcuttur.
Bir dizi piston, bağlantı çubuğu ve krank mili içeren 4 silindirli motorun kısa bloğu
Ancak aynı zamanda uzun blok da var - bu, kısa bloğun donanımına ek olarak bir silindir kapağı, bir yağ karteri, bir egzoz manifoldu, bir valf kapağı içeren geliştirilmiş ve daha eksiksiz bir kısa bloktur. ve bir dizi başka parça. Aslında uzun blok neredeyse tam bir motordur.
Sivil motor yapımı oldukça muhafazakar bir endüstridir. Hepsi 100 yıl öncekiyle aynı krank mili, pistonlar, silindirler, valfler. Şaşırtıcı kranksız, eksenel ve diğer şemalar uygulanmak istemiyor, bu da pratik olmadıklarını kanıtlıyor. Altmışlı yılların büyük atılımı olan Wankel motoru bile aslında geçmişte kaldı.
Yakından bakıldığında tüm modern "yenilikler", donanımın daha hassas kontrolü için üretimi ucuz elektroniklerle tatlandırılmış, elli yıl önceki yarış teknolojilerinin yalnızca tanıtımıdır. İçten yanmalı motorların yapımında ilerlemenin, küresel atılımlardan ziyade küçük değişikliklerin sinerjisiyle gerçekleşmesi muhtemeldir.
Ve şikayet etmek günah gibi görünüyor. Bu sefer güvenilirlik ve bakım kolaylığından bahsetmeyeceğiz, ancak modern motorların gücü, temizliği ve verimliliği yetmişli yıllardan gelen bir kişiye gerçek bir mucize gibi görünecektir. Birkaç on yıl daha geriye sarsak ne olur?
Yüz yıl önce motorlar hala karbüratörlüydü, manyeto ateşlemeli, genellikle düşük valfli ve hatta "otomatik" giriş valfli... Ve herhangi bir süper şarjı bile düşünmediler. Ve eski, eski motorlarda artık ana bileşeni olan silindir bloğu olan bir parça yoktu.
Bloğu uygulamadan önce
İlk motorlarda bir karter ve bir silindir (veya birkaç silindir) vardı, ancak bir bloğu yoktu. Şaşıracaksınız, ancak yapının temeli - karter - genellikle sızdırıyordu, pistonlar ve bağlantı çubukları tüm rüzgarlara açıktı ve damlama yöntemi kullanılarak bir yağ kutusundan yağlanıyordu. Ve "karter" kelimesinin, krank milinin ve silindirin göreceli konumunu delikli braketler biçiminde koruyan bir tasarıma uygulanması zordur.
Sabit ve deniz motorları için benzer bir şema bugüne kadar varlığını sürdürüyor, ancak otomobil içten yanmalı motorlarının hala daha fazla sıkılığa ihtiyacı vardı. Yollar her zaman makinelere büyük zarar veren bir toz kaynağı olmuştur.
"Sızdırmazlık" alanındaki öncünün, 1896 yılında içinde bir krank mekanizması bulunan silindirik kapalı karterli bir motoru piyasaya süren De Dion-Bouton şirketi olduğu düşünülüyor.
Doğru, kamları ve iticileriyle birlikte gaz dağıtım mekanizması hala açıkta bulunuyordu - bu daha iyi soğutma ve onarım adına yapıldı. Bu arada, 1900 yılına gelindiğinde, bu Fransız şirketinin 3.200 motor ve 400 araba üreterek dünyanın en büyük otomobil ve içten yanmalı motor üreticisi olduğu ortaya çıktı, bu nedenle tasarımın motor binasının gelişimi üzerinde güçlü bir etkisi oldu.
...ve sonra Henry Ford ortaya çıkıyor
Sağlam silindir bloğuna sahip ilk seri üretilen tasarım, hâlâ tarihte en çok seri üretilen otomobillerden biri olmaya devam ediyor. 1908'de tanıtılan Model T Ford, yine dökme demirden yapılmış, dökme demir silindir kapağı, taban valfleri, dökme demir pistonları ve silindir bloğu olan dört silindirli bir motora sahipti. Motor hacmi o zamanlar için oldukça "yetişkin" idi, 2,9 litre ve güç 20 hp idi. İle. Uzun süre oldukça değerli bir gösterge olarak kabul edildi.
O yıllardaki daha pahalı ve karmaşık tasarımlarda ayrı silindirler ve bunların bağlı olduğu bir karter bulunuyordu. Silindir kafaları genellikle bireyseldi ve silindir kapağının tüm yapısı ve silindirin kendisi, krank karterine saplamalarla tutturulmuştur. Daha büyük bileşenlere yönelik bir eğilimin ortaya çıkmasından sonra, karter genellikle ayrı bir parça olarak kaldı, ancak iki veya üç silindirli bloklar hâlâ çıkarılabilirdi.
Silindirleri ayırmanın amacı nedir?
Bireysel çıkarılabilir silindirlere sahip tasarım şu anda biraz sıradışı görünüyor, ancak İkinci Dünya Savaşı'ndan önce Henry Ford'un yeniliklerine rağmen en yaygın şemalardan biriydi. Uçak motorlarında ve hava soğutmalı motorlarda günümüze kadar korunmuştur. Ve “boxer air” Porsche 911 serisi 993'ün 1998 yılına kadar silindir bloğu yoktu. Peki neden silindirleri ayıralım?
Ayrı bir parça şeklindeki silindir aslında oldukça kullanışlıdır. Çelikten veya bronz veya dökme demir gibi uygun herhangi bir malzemeden yapılabilir. İç yüzey, gerekirse çok sert hale getirecek şekilde krom veya nikel içeren alaşımlardan oluşan bir katmanla kaplanabilir. Ve dışarıda hava soğutması için geliştirilmiş bir ceket oluşturun. Nispeten kompakt bir montajın mekanik olarak işlenmesi, oldukça basit makinelerde bile doğru olacaktır ve iyi sabitleme hesaplamaları ile termal deformasyonlar minimum düzeyde olacaktır. Parça küçük olduğundan galvanik yüzey işlemi yapabilirsiniz. Böyle bir silindirde aşınma veya başka bir hasar varsa, motor karterinden çıkarılabilir ve yenisi takılabilir.
Ayrıca pek çok dezavantajı da var. Ayrı silindirli motorların yapım kalitesine yönelik yüksek fiyatlara ve yüksek gereksinimlere ek olarak, böyle bir tasarımın düşük sertliği ciddi bir dezavantajdır. Bu, piston grubunun artan yükleri ve aşınması anlamına gelir. Ve "ayırma prensibini" su soğutmayla birleştirmek pek uygun değil.
Ayrı silindirli motorlar uzun zaman önce ana akımdan ayrıldı - dezavantajları onlara ağır bastı. Otuzlu yılların ortalarına gelindiğinde bu tür tasarımlar otomotiv endüstrisinde neredeyse hiç görülmüyordu. Deplasmanlı motorlara sahip küçük ölçekli lüks otomobillerde (yarı unutulmuş Delage markasını hatırlayabilirsiniz), ancak sonunda çeşitli kombine tasarımlar - örneğin birkaç silindirli bloklar, ortak bir karter ve bir silindir kapağı ile - karşılaştık. 30'lu yıllarda hepsi öldü.
Tamamen demir konstrüksiyonun zaferi
Bugün aşina olduğumuz tasarım, sadeliği ve düşük üretim maliyeti sayesinde kazandı. Ucuz ve dayanıklı bir malzemeden hassas işleme sonrasında büyük bir döküm, tek tek silindirlerden ve tüm yapının dikkatli bir şekilde montajından daha ucuz ve daha güvenilirdir. Alt valfli motorlarda ise valfler ve eksantrik mili bloğun tam orada bulunur ve bu da tasarımı daha da basitleştirir.
Soğutma sistemi ceketi blok içerisinde oyuk şeklinde dökülmüştür. Özel durumlar için ayrı silindir gömlekleri kullanmak mümkündü ancak Ford T'deki motorda bu kadar keyif yoktu. Çelik sıkıştırma halkalı dökme demir pistonlar doğrudan dökme demir silindire karşı çalışıyordu. Ve bu arada, her zamanki formumuzdaki yağ sıyırıcı halkası orada değildi, rolünü piston piminin altında bulunan alt üçüncü sıkıştırma halkası oynuyordu.
Bu "tamamen dökme demir" tasarım, uzun yıllar süren üretim boyunca güvenilirliğini ve üretilebilirliğini kanıtlamıştır. Ve uzun yıllar boyunca GM gibi seri üreticiler tarafından Ford'dan benimsendi.
Doğru, çok sayıda silindire sahip blokların dökümünün teknolojik olarak zor bir iş olduğu ortaya çıktı ve birçok motorda, her birinde birkaç silindir bulunan iki veya üç yarım blok vardı. Bu nedenle, otuzlu yılların sıralı "altıları" bazen iki üç silindirli yarı bloğa sahipti ve sıralı "sekizler" bu tasarıma göre daha da fazla üretildi. Örneğin en güçlü Duesenberg Model J motoru tam olarak bu şekilde yapıldı: iki yarım blok tek bir kafa ile kaplandı.
Ancak kırklı yılların başında ilerleme, bu uzunlukta sağlam bloklar oluşturmayı mümkün kıldı. Örneğin, Chevrolet Straight-8 "Düz Kafalı" bloğu zaten sağlamdı ve bu da krank mili üzerindeki yükü azalttı.
Dökme demir bloktaki dökme demir manşonlar da oldukça iyi bir çözümdü. Yüksek mukavemetli alaşımlı, kimyasallara dayanıklı dökme demir normalden daha pahalıydı ve ondan büyük bir bloğun tamamını dökmenin bir anlamı yoktu. Ancak nispeten küçük "ıslak" veya "kuru" bir kılıfın iyi bir seçenek olduğu ortaya çıktı.
Savaş öncesi yıllarda uzmanlaşan motorların temel tasarımı, onlarca yıldır art arda değişmedi. Birçok modern motorun silindir blokları, bazen üst ölü merkez alanında yüksek mukavemetli kesici uçlarla birlikte, gri dökme demirden dökülür. Örneğin dökme demir blok, bakımından bahsettiğimiz F4R motorlu tamamen modern bir Renault Kaptur'a sahiptir. Dökme demir özellikle iyidir, çünkü ondan yapılmış bir blok daha büyük çaplı delme silindirleri tarafından kolayca elden geçirilebilir. Tabii üretici "onarım" boyutunda pistonlar üretmedikçe.
Doğru, yıllar geçtikçe bloklar giderek daha "açık" hale geliyor ve daha az masif hale geliyor. İlk blokların rakamlarını bulmak zor, ancak aralarında 10 yılın biraz üzerinde fark bulunan iki motor ailesini ele alalım. 90'lı yılların ortasındaki GM Gen II serisi blok için motorların duvar kalınlığı 5 ila 9 mm arasında değişiyordu. 2000'li yılların sonundaki modern VW EA888'de zaten 3'ten 5'e kadar var. Ama açıkça kendimizin önüne geçiyoruz...
Bloğun daha hafif hale getirilmesi
Tasarımcıların son yıllarda var gücüyle yaptıkları duvarları inceltmek, anladığınız gibi bloğun ağırlığını azaltmanın tek yolu değil. 20-30'lu yıllarda ağırlık ve yakıttan tasarruf etmeyi şimdiye göre çok daha az düşündüler, ancak ilk hafifletme girişimleri yapıldı. Ve o zaman bile alüminyum kullanmayı düşündüler.
O dönemin yarış ve spor arabalarında, alüminyum karter ve silindir kapağının dökme demir silindir bloklarıyla simbiyozu bulunabilir. Daha sonra metal işlemedeki ilerleme, böyle bir simbiyozun daha uygun bir versiyonunun yaratılmasını mümkün kıldı. Silindir bloğu sağlam kaldı, ancak metalin daha iyi döküm özellikleri nedeniyle ağırlığını üç ila dört kat azaltan alüminyumdan döküldü. Silindirlerin kendisi, bloğa bastırılan dökme demir manşonlar şeklinde yapılmıştır.
Kartuşlar "kuru" ve "ıslak" olarak ikiye ayrıldı; fark genellikle adından da anlaşılıyor. Kuru astarlı bloklarda, alüminyum bir silindire yerleştirildi (veya etrafına bir blok döküldü) ve "ıslak" astar alt ucuyla bloğa basitçe sabitlendi ve silindiri takarken kafanın etrafındaki boşluk bir soğutma ceketine dönüştü. İkinci seçeneğin o zamanlar daha umut verici olduğu ortaya çıktı çünkü dökümü basitleştirdi ve parçaların kütlesini azalttı. Ancak daha sonra, yapısal sağlamlık için artan gereksinimlerin yanı sıra bu tür motorların montajının karmaşıklığı, bu teknolojinin ilerlemeden "düşmesine" neden oldu.
Alüminyum bloktaki kuru manşonlar, parça imalatında hala en yaygın seçenektir. Ve en başarılılarından biri, dökme demir manşon yüksek kaliteli alaşımlı dökme demirden yapıldığından, alüminyum blok sert ve hafiftir. Ayrıca teorik olarak bu tasarım da dökme demir bloklar gibi onarılabilir. Sonuçta, aşınmış bir kol “çıkarılabilir” ve yenisi bastırılabilir.
Sıradaki ne?
Son yıllarda temelde yeni olan tek teknoloji, silindirlerin iç yüzeyine ultra güçlü ve ultra ince bir tabakanın püskürtülmesiyle daha hafif bloklardır. Benzer yapılar hakkında ve hatta benzer yapılar hakkında zaten ayrıntılı olarak yazdım - kendimi tekrarlamanın bir anlamı yok. Kavramsal olarak 1930'lardaki içten yanmalı motorla aynıyız. Ve elektrikli araçların meyvelerini verdiği "içten yanmalı çağın" sonuna kadar sıvı hidrokarbonlarla çalışan motorların yaklaşık olarak aynı kalacağına inanmak için her türlü neden var.
Silindir bloğu
Silindir bloğu veya karter motorun çekirdeğidir. Motor sistemlerinin ana mekanizmaları ve parçaları üzerinde ve içinde bulunur. Silindir bloğu gri dökme demirden (ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320 araba motorları) veya alüminyum alaşımdan (GAZ-24 Volga, GAE-53A motorları vb.) dökülebilir. Yatay bir bölme, silindir bloğunu üst ve alt parçalara ayırır. Bloğun üst düzleminde ve yatay bölmede silindir gömleklerinin montajı için delikler açılmıştır. Pistonun hareketini yönlendiren silindirde motorun çalışma döngüsü meydana gelir. Kollar ıslak veya kuru olabilir. Silindir gömleği, soğutma sıvısı ile yıkanıyorsa ıslak, soğutucuyla doğrudan temas halinde değilse kuru olarak adlandırılır.
Pirinç. 1. V şeklinde bir motorun silindir bloğu ve blok kafası: 1 - silindir bloğu; 2 - kafa contası; 3 - yanma odası; 4 - blok kafası; 5 - silindir gömleği; 6 - sızdırmazlık halkası; 7 - saplamalar
Silindirler, su ceketinin duvarları ile birlikte tek blok halinde veya blok içine monte edilmiş ayrı manşonlar şeklinde gri dökme demirden dökülebilir. Değiştirilebilir ıslak gömlekler şeklinde yapılmış silindirli motorların onarımı ve çalıştırılması daha kolaydır (GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320, vb. motorlar).
Pistonun içinde hareket ettiği silindirin iç yüzeyine silindir aynası denir. Piston silindiri ve segmanlarda hareket ederken sürtünmeyi azaltmak için dikkatli bir şekilde işlenir ve aşınma direncini ve dayanıklılığı artırmak için sıklıkla sertleştirilir. Silindir gömlekleri, soğutucunun içine veya kartere girmeyeceği ve gazların silindirden kaçmayacağı şekilde monte edilmiştir. Motor sıcaklığına bağlı olarak gömleklerin uzunluğunu değiştirme olasılığının da sağlanması gerekir. Gömleklerin dikey konumunu sabitlemek için silindir bloğuna ve montaj kayışlarına dayanacak özel bir yakaya sahiptirler. Alt kısımdaki ıslak gömlekler, silindir bloğunun oluklarına (KamaE-5320 arabanın motorları), gömleklerin oluklarına (MA3-5335, ZIL-130 arabaların motorları vb.) yerleştirilen lastik halkalarla kapatılmıştır. ) veya blok ile astarın alt kayışının destek yüzeyi arasına monte edilmiş bakır halka contalar (GAZ -24 Volga, GAE -53A, vb. motorlar). Astarın üst ucu, silindir bloğu düzleminin üzerinde 0,02-0,16 mm çıkıntı yapar, bu da kafa contasının daha iyi sıkıştırılmasına ve astarın, bloğun ve silindir kapağının güvenilir şekilde sızdırmaz hale getirilmesine katkıda bulunur.
Pirinç. 2. Motor silindir şemaları: a - gömleksiz, ancak kısa uçlu (ZIL -157 K, GAZ -52-04 arabalar); b ve c - “ıslak” manşonlu (YAMZ-2E6 dizel motorlar ve KamAZ-5320); d - içine kısa bir ek parçanın bastırıldığı "ıslak" bir manşonla (GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130, vb. için); 1 - silindir bloğu 2 g - su ceketi; 3 - yerleştirin; 4, 5 ila 6 - silindir gömlekleri; 7 - sızdırmazlık halkaları (kauçuk veya bakır, yakanın altına monte edilmiştir)
Motorun çalışması sırasında çalışma karışımı silindirlerin üst kısmında yanar. Yanmaya, silindirlerin korozyonuna neden olan oksidasyon ürünlerinin salınması eşlik eder. Silindirlerin aşınma direncini arttırmak için bazı motorlar korozyon önleyici dökme demirden yapılmış ekler kullanır. Silindir bloğuna (ZIL-130K motorları, GAZ-52-04 araçlarının motorları) veya silindir gömleklerine (GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130 motorları vb.) Preslenirler. Bu, motor üretim teknolojisini karmaşıklaştırır. Gelecekte tasarımcılar, silindirlerde ek parça kullanımını ortadan kaldıracak özel metaller kullanmayı planlıyor.
Silindir bloğunun içindeki enine dikey bölmeler, ön ve arka duvarlarla birlikte gerekli sağlamlığı ve sağlamlığı sağlar. Bu bölmelerde ve bloğun ön ve arka duvarlarında, krank mili ana yataklarının üst yarıları için yuvalar açılmıştır. Ana yatakların alt yarısı, bloğa saplamalar veya cıvatalarla tutturulmuş kapakların içine yerleştirilmiştir.
V şeklindeki motorlarda, silindir bloğu sıralarından biri diğerine göre biraz kayıktır; bu, iki bağlantı çubuğunun krank milinin krank pimi üzerindeki konumundan kaynaklanır: biri sağ, diğeri sol bloklar için . Böylece, GAZ -53A otomobillerinin V şeklindeki motorlarında, sol silindir bloğu, sağ bloğa göre (aracın hareketi boyunca) 24 mm ve ZIL -130 otomobillerinde 29 mm ileri kaydırılır. Silindirlerin numaralandırması önce sağ silindir bloğu için (aracın yönü boyunca) ve ardından sol silindir bloğu için gösterilir: fana en yakın silindir bir numaradır, vb.
Başlı silindir, motorun çalışma sürecinin gerçekleştiği alan görevi görür; Silindir duvarları pistonun hareketini yönlendirir.
Silindir bloğu, silindirlerin yerleştirildiği genel dökümdür. Sıralı motorlarda silindir bloğunun bir bölümü bulunurken, V şeklindeki motorlarda ortak bir karterle birleştirilen iki bölüm (sağ ve sol) bulunur. Silindir bloğu karterle birlikte üretilir. Karter adı verilen bu döküm, tüm motor mekanizmalarını ve cihazlarını sabitlemeye ve monte etmeye yarar.
Karter dökme demir veya alüminyum alaşımından yapılmıştır.
Sıralı motorlarda, dökme demir blok yapılırken silindirler blokla birlikte dökülür. Dikkatlice işlenen ve cilalanan silindirlerin (6) iç çalışma yüzeyine silindir aynası denir. Silindir duvarları ile bloğun dış duvarları arasında, motoru soğutan suyla doldurulmuş ve su ceketi adı verilen bir boşluk (8) bulunmaktadır.
Karterin alüminyum alaşımdan ve V şekilli motorlar için dökme demir bloktan dökülmesi durumunda, silindirler, üst ve alt bölmelerin deliklerine monte edilmiş ayrı dökme demir gömlekler şeklinde yapılır. engellemek. Blokta manşon, blok bölmelerinin girintilerine oturan bir üst veya alt manşonla sabitlenir ve bloğun üstüne bir conta üzerinde monte edilen bir kafa ile sıkıştırılır.
Manşon, su ceketi içinde dolaşan suyla doğrudan temas halindedir ve "ıslak" olarak adlandırılır. Bu durumda manşon, bakır veya kauçuk bir halka veya manşon üzerindeki oluklara aşağıya monte edilmiş birkaç lastik halka kullanılarak bloğun alt bölmesine güvenilir bir şekilde kapatılır.
Özel aşınmaya dayanıklı, korozyon önleyici dökme demirden yapılmış kısa gömlekler, motorun servis ömrünü uzatmak için genellikle yüksek sıcaklıklara ve egzoz gazlarının aşındırıcı etkilerine en çok maruz kalan blok silindirlerin veya gömleklerin üst kısmına bastırılır. silindirler.
Alt valf düzenlemesi ile sıralı motor bloğunun bir tarafında giriş ve çıkış delikleri ve valflerin takıldığı yuvalar bulunur. Bloğun aynı tarafında, gaz dağıtım mekanizmasının parçalarının bulunduğu bir oda - bir valf kutusu vardır. Vana kutusu bir veya iki kapakla kapatılır.
Üstten valf düzenlemesi durumunda, gaz dağıtım mekanizmasının iticileri ve çubukları, bloğun yan bölmesinde veya her iki bölümünde V şeklinde bir tasarımda bulunur.
Dökme demir veya alüminyum alaşımından dökülmüş bir zamanlama dişlisi kapağı karterin ön kısmına takılmıştır. Karterin arkasına bir dökme demir volan mahfazası takılmıştır. Krank mili ve eksantrik mili destekleri, karterin ön ve arka duvarlarında ve iç bölmelerinde bulunur.
Silindir bloğunun üst düzlemi veya V şeklinde bir tasarımdaki bölümlerinin her biri dikkatlice işlenir ve üzerine silindirleri yukarıdan kaplayan ortak bir kafa takılır. Silindirlerin üzerindeki başlıkta yanma odalarını oluşturan girintiler bulunmaktadır ve ayrıca bloğun su ceketi ile iletişim kuran bir su ceketi de bulunmaktadır. Üstten valf düzenlemesi ile silindir kapağı aynı zamanda valf yuvalarını ve döküm emme ve egzoz bağlantı noktalarını da içerir. Kafada bujileri vidalamak için dişli delikler bulunur.
Karbüratörlü motorların silindir kapakları alüminyum alaşımından dökülmüştür. Böyle bir kafa, yüksek ısı iletkenliğine sahiptir, bunun sonucunda, sıkıştırma stroklarının sonunda motor silindirlerindeki çalışma karışımının sıcaklığı düşer. Bu, motorun çalışması sırasında yakıtın patlama yanması meydana gelmeden motorun sıkıştırma oranının arttırılmasını mümkün kılar.
Pirinç. 3. Motor yanma odalarının şekilleri
Silindir kapağı, saplamalar veya cıvatalar üzerindeki somunlarla bloğa bağlanır. Blok ile kafa arasına, gazların silindirlerden geçişini ve kafa ile bloğun birleşim yerindeki su ceketinden su sızıntısını ortadan kaldıran bir sızdırmazlık contası yerleştirilmiştir. Conta, ince çelik sacla kaplanmış asbest kartonundan veya kenarları ve delikleri çevresinde metal kenarlar bulunan grafit ile emprenye edilmiş asbest kartonundan yapılmıştır. Aşağıdan damgalı bir çelik tava, bir sızdırmazlık contası üzerinde motor karter flanşına cıvatalanmıştır. Karter konektörünün düzlemi, krank milinin ekseni ile çakışır veya onun altında bulunur.
Daha düşük tek yönlü dikey valf düzeniyle, karbüratörlü motorun yanma odası yana kaydırılır
vanalar Bu ofset yanma odası, sıkıştırma sırasında karışımın iyi bir girdap oluşturmasını ve yanması için en iyi koşulları sağlar. Yanma odasının I uzunluğunu azaltmak ve çalışma karışımının yanma koşullarını iyileştirmek ve ayrıca böyle bir odayla karışımın girişteki silindire akışına karşı direnci azaltmak için alt valflerin düzeni şöyledir: genellikle silindir eksenine eğimli olarak kullanılır.
Üst tek sıralı valf düzeniyle, karbüratörlü motorlardaki yanma odası genellikle çalışma karışımının yanması için en iyi koşulları sağlayan yarı kama şekline sahiptir. Yarı kama yanma odası, şeklinin basitliği nedeniyle tamamen işlenebilir. Bu, tüm silindirlerdeki yanma odalarının hacmine tam uyum sağlamayı ve motor çalışmasının homojenliğini arttırmayı mümkün kılar.
Yanma odasının her iki biçiminde de yüzeyinin bir kısmı (yer değiştirici), c'ye yerleştirildiğinde pistonun tabanına yakın bir yerde bulunur. m.t.Bu tür yer değiştiriciler, sıkıştırılmış çalışma karışımının hacminin daha iyi dağılımına katkıda bulunur ve karışımın yanması sırasında patlama olasılığını azaltır.
Karter, başlık ve diğer parçalar (eksantrik mili dişli kapakları vb.) alüminyum alaşımlardan yapıldığında, motorun toplam ağırlığı önemli ölçüde azalır. Çıkarılabilir gömlekler kullanılırsa, karter üretimi daha kolay olur ve silindirler aşındığında onarılması daha kolay olur.
Dizel motorlarda yanma sırasındaki gaz basıncı karbüratörlü motorlara göre çok daha yüksektir, yani. dizel parçalar daha fazla yüke maruz kalır, bu nedenle daha dayanıklı ve sağlam hale getirilirler.
Silindir bloğu özellikle güçlü ve sert olan dökme demirden yapılmıştır. Bu, silindir duvarlarının ve karterin önemli kalınlığı, karterin içinde daha fazla sayıda kaburga bulunması ve karter ayırma düzleminin krank mili ekseninin önemli ölçüde altında yer değiştirmesi ile elde edilir. Motor silindirleri, bloğun delikli silindirlerine yerleştirilen kuru (yani suyla doğrudan temas etmeyen) gömleklerle donatılmıştır veya özel dökme demirden yapılmış ıslak geçme gömlekleri kullanılır. Dizel silindir kafaları dökme demirden yapılmıştır, bu da onları karbüratörlü motorlara göre daha güçlü ve daha sağlam kılar.
Yüksek derecede sıkıştırma ile dizel motorlarda mümkün olan en küçük yanma odası hacmini elde etmek için yalnızca üst valf düzeni kullanılır. Doğrudan yakıt enjeksiyonlu motorlarda (YaMZ dizel motorlar), kafanın silindirlerin üzerinde girintileri yoktur ve yanma odası, piston tabanında karşılık gelen bir girintiden oluşur.
İLE kategori: - Motor tasarımı ve işletimi
